JP7284518B2 - Compound that inhibits telomere-binding protein, and telomere-binding protein inhibitor containing the same - Google Patents
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Description
本発明は、テロメア結合タンパク質を阻害する化合物、及びそれを含むテロメア結合タンパク質阻害剤に関する。 The present invention relates to compounds that inhibit telomere binding proteins and telomere binding protein inhibitors containing the same.
ヒトの染色体DNAの末端には、テロメアとよばれる5’-TTAGGG-3’の繰り返し配列からなる二本鎖DNAが存在する。テロメアの最末端は、3’末端が突出しており、Gテイルと呼ばれる75~300塩基の一本鎖DNA部分が形成されている。通常、Gテイルは、テロメア延長酵素であるテロメラーゼがアクセスする場合やDNAの複製時以外は、ループを形成して保護された状態となっている(例えば、非特許文献1参照)。 At the end of human chromosomal DNA, there is a double-stranded DNA consisting of a repeated 5'-TTAGGG-3' sequence called telomere. The extreme end of the telomere has a protruding 3' end, forming a single-stranded DNA portion of 75 to 300 bases called a G tail. Normally, the G tail forms a loop and is protected except when accessed by telomerase, which is a telomere elongation enzyme, or during DNA replication (see, for example, Non-Patent Document 1).
従来から、テロメアのうち大部分を占める2本鎖部分は、細胞***が繰り返される度に短くなり、これが細胞老化に関与することが知られている。また、近年、二本鎖テロメアDNAには結合しないがGテイルには結合するタンパク質であるPOT1やそれらに結合するタンパク質PIP1などが発見された。さらに、テロメアのGテイルが、2本鎖部分とは全く異なる機能、例えば、下記のように細胞死の直接的シグナルや様々な細胞応答等に関係していることが明らかになってきた。 It is conventionally known that the double-stranded portion, which occupies the majority of telomeres, shortens each time cell division is repeated, and that this is involved in cellular senescence. In recent years, POT1, a protein that does not bind to double-stranded telomere DNA but binds to G tails, and PIP1, a protein that binds to them, have been discovered. Furthermore, it has become clear that the telomere G-tail is involved in functions completely different from those of the double-stranded portion, such as direct signaling of cell death and various cellular responses as described below.
テロメアにはそれに結合するテロメア結合タンパク質が存在し、該テロメア結合タンパク質は、TRF1(Telomere repeat binding factor)及びTRF2等が知られているが、癌細胞では、TRF2がないと、Gテイルのループ形成ができなくなり、Gテイルの短縮が起こることが明らかとなっている(例えば、非特許文献2参照)。この場合、テロメア全長には変化が見られないにもかかわらず、Gテイルの短縮がみられ、さらには染色体末端の融合を引き起こしている。正常細胞の場合も、TRF2の機能を細胞内で消失させるとGテイルの短縮がおこり細胞増殖が停止して、老化することが知られている(例えば、非特許文献2参照)。この場合も、テロメア全長は変化しないことから、Gテイルの短縮が老化の引き金になっていると考えられている。 There is a telomere-binding protein that binds to the telomere, and the telomere-binding protein is known to include TRF1 (Telomere repeat binding factor) and TRF2. is not possible, resulting in shortening of the G tail (see, for example, Non-Patent Document 2). In this case, shortening of the G tail is observed, and fusion of the chromosome ends is caused, although no change is observed in the total length of the telomere. In the case of normal cells as well, it is known that when the function of TRF2 is lost in the cells, G-tail shortening occurs, cell proliferation stops, and senescence occurs (see, for example, Non-Patent Document 2). In this case as well, since the total length of telomeres does not change, it is believed that the shortening of the G tail is the trigger for aging.
上記TRF1やTRF2のみならず、ATM、NBS1、MRNなど様々なタンパク質がGテイルのループ形成に要求されることが分かってきている。様々なDNA傷害剤や放射線によるDNAの傷害に感受性のシグナルでは、テロメアの短縮が見られなくてもGテイルの短縮がみられる。これは、DNAの修復に必要なタンパク質(ATM、NBS1及びMRNなど)がリクルートされてくることからも明らかである。ATMは、血管拡張性疾患の原因遺伝子、NBS1は、ナイミーヘン症候群の原因遺伝子である。なお、ナイミーヘン症候群は、高発ガン性、免疫不全、染色体不安定性、放射線感受性を特徴とする稀な常染色体劣性遺伝疾患である。これらのタンパク質がGテイルにリクルートされることは、上記各疾患との関わりを示している。実際に、Gテイルのループののり付けとして機能しているTRF2の機能を阻害すると、ATMに依存したアポトーシスが誘導される(例えば、非特許文献3参照)。 It has been found that not only TRF1 and TRF2 but also various proteins such as ATM, NBS1, and MRN are required for G-tail loop formation. Signals sensitive to DNA damage by various DNA-damaging agents or radiation show G-tail shortening even in the absence of telomere shortening. This is also evident from the fact that proteins (ATM, NBS1, MRN, etc.) necessary for DNA repair are recruited. ATM is the causative gene of vasodilatation disease, and NBS1 is the causative gene of Nijmegen's syndrome. Nijmegen syndrome is a rare autosomal recessive genetic disease characterized by high carcinogenicity, immunodeficiency, chromosomal instability, and radiation sensitivity. Recruitment of these proteins to the G tail indicates their involvement in the above diseases. Indeed, inhibition of the function of TRF2, which functions as G-tail loop glue, induces ATM-dependent apoptosis (see, for example, Non-Patent Document 3).
さらに、Gテイルに特異的に作用する抗癌剤は、テロメアの短縮を伴わずにGテイルの短縮を引き起こし、癌細胞を死に至らしめることも分かってきている(例えば、非特許文献4参照)。これらの結果から、DNA障害をもたらす薬剤やストレスが、Gテイルを介して細胞にシグナルを伝え、様々な細胞応答を引き起こしているものと考えられる。また、多くの癌で変異が知られている癌抑制遺伝子産物p53は、Gテイルに結合していることもわかっており(例えば、非特許文献5参照)、癌及び老化に伴う疾患でもGテイルの変化がシグナルとなっていることが明らかである。 Furthermore, it has been found that anticancer agents that specifically act on the G tail cause cancer cell death by shortening the G tail without shortening the telomere (see, for example, Non-Patent Document 4). These results suggest that drugs and stresses that cause DNA damage transmit signals to cells via the G tail, causing various cellular responses. In addition, it is known that the tumor suppressor gene product p53, which is known to be mutated in many cancers, binds to the G tail (see, for example, Non-Patent Document 5). It is clear that the change in is a signal.
上述のように、テロメア結合タンパク質がGテイルの維持に重要であるため、テロメア結合タンパク質を阻害することが種々の疾患の診断や治療薬開発などに利用できる可能性があると考えられる。しかしながら、テロメア結合タンパク質を阻害するような化合物は知られていない。 As described above, since telomere-binding proteins are important for maintaining the G tail, inhibition of telomere-binding proteins may be useful for diagnosis of various diseases, development of therapeutic agents, and the like. However, no compounds are known that inhibit telomere binding proteins.
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、テロメア結合タンパク質を阻害する化合物を得ることにあり、また、当該化合物を疾患の診断や治療等に適用できるようにすることにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to obtain a compound that inhibits telomere-binding protein, and to enable the compound to be applied to diagnosis, treatment, etc. of diseases. That's what it is.
前記の目的を達成するために、本発明者らは、鋭意研究の結果、テロメア結合タンパク質を阻害する化合物を見出して本発明を完成した。 In order to achieve the above object, the present inventors have made intensive research and found a compound that inhibits telomere binding protein, thereby completing the present invention.
具体的に、本発明に係る化合物は、下記化学式で示される化合物であることを特徴とする。 Specifically, the compound according to the present invention is characterized by being a compound represented by the following chemical formula.
上記化学式中において、
R1は、酸素又は硫黄であり、
R2~R6は、互いに独立して、水素、炭素原子数が1~6のアルキル基、炭素原子数が1~6のアルコキシ基、炭素原子数が1~6のアシル基及びニトロ基から選択される。
In the above chemical formula,
R 1 is oxygen or sulfur,
R 2 to R 6 are each independently selected from hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms and a nitro group; selected.
また、本発明に係る化合物は、上記化学式中において、
R1は、酸素又は硫黄であり、
R2及びR4は、互いに独立して、水素又はニトロ基であり、
R3は、水素、ニトロ基、メチル基、メトキシ基又はブチル基であり、
R5は、水素、メチル基、メトキシ基又はアセチル基であり、
R6は、水素又はブチル基であることが好ましい。In the above chemical formula, the compound according to the present invention is
R 1 is oxygen or sulfur,
R 2 and R 4 are independently of each other hydrogen or a nitro group;
R 3 is hydrogen, a nitro group, a methyl group, a methoxy group or a butyl group,
R5 is hydrogen, methyl group, methoxy group or acetyl group,
R6 is preferably hydrogen or a butyl group.
また、本発明に係る化合物は、下記化学式のいずれかで示されることがより好ましい。 Moreover, the compound according to the present invention is more preferably represented by any one of the following chemical formulas.
本発明に係る化合物によると、テロメア結合タンパク質がテロメアDNAに結合することを阻害できるため、Gテイルにおけるループ形成を阻害できる。その結果、Gテイルの短縮を促すことができて、細胞老化や細胞死を誘導することができる。従って、本発明に係る化合物は、細胞老化や細胞死を誘導する試薬として利用できる可能性があり、さらには、癌等の種々の疾患の治療薬開発等への応用の可能性もある。 The compounds according to the present invention can inhibit the binding of telomere-binding proteins to telomere DNA, thereby inhibiting loop formation in the G tail. As a result, shortening of the G tail can be promoted, and cell senescence and cell death can be induced. Therefore, the compound according to the present invention may be used as a reagent that induces cell senescence or cell death, and may also be applied to the development of therapeutic agents for various diseases such as cancer.
本発明に係るテロメア結合タンパク質阻害剤は、上記化合物のいずれかを含むことを特徴とする。 The telomere binding protein inhibitor according to the present invention is characterized by containing any one of the above compounds.
本発明に係るテロメア結合タンパク質阻害剤において、テロメア結合タンパク質は、例えばTRF1、TRF2又はPOT1等である。 In the telomere-binding protein inhibitor according to the present invention, the telomere-binding protein is, for example, TRF1, TRF2 or POT1.
本発明に係るテロメア結合タンパク質阻害剤によると、上記化合物を含むため、上述の通り、テロメア結合タンパク質がテロメアDNAに結合することを阻害できる。このため、Gテイルにおけるループ形成を阻害でき、Gテイルの短縮を促すことができて、細胞老化や細胞死を誘導することができる。 Since the telomere-binding protein inhibitor according to the present invention contains the above compound, it can inhibit the binding of telomere-binding protein to telomere DNA, as described above. Therefore, it can inhibit loop formation in the G tail, promote shortening of the G tail, and induce cell senescence and cell death.
以上から、本発明に係る上記化合物は、癌の治療や予防に利用できると考えられ、このため、本発明は上記の化合物を含む癌の治療又は予防用医薬組成物に関し、癌の治療又は予防用医薬組成物を製造するための上記化合物の使用にも関する。さらに、本発明は、上記の化合物を癌患者の癌を治療又は予防するために投与することを含む方法にも関する。 From the above, it is considered that the above compounds according to the present invention can be used for the treatment or prevention of cancer. It also relates to the use of the above compounds for the manufacture of a pharmaceutical composition for. Further, the present invention also relates to methods comprising administering a compound as described above to treat or prevent cancer in a cancer patient.
本発明に係る化合物、及びそれを含むテロメア結合タンパク質阻害剤によると、テロメア結合タンパク質がテロメアDNAに結合することを阻害できるため、Gテイルにおけるループ形成を阻害できる。その結果、Gテイルの短縮を促すことができて、細胞老化や細胞死を誘導することができる。 The compounds according to the present invention and telomere-binding protein inhibitors containing the same can inhibit the binding of telomere-binding proteins to telomere DNA, thereby inhibiting loop formation in the G tail. As a result, shortening of the G tail can be promoted, and cell senescence and cell death can be induced.
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用方法或いはその用途を制限することを意図するものではない。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated based on drawing. The following description of preferred embodiments is merely exemplary in nature and is not intended to limit the invention, its application or its uses.
本実施形態に係る化合物は、テロメア結合タンパク質を阻害する化合物である。また、本実施形態に係る化合物は、下記化学式で示される。 A compound according to this embodiment is a compound that inhibits telomere binding protein. Further, the compound according to this embodiment is represented by the following chemical formula.
なお、上記化学式中において、
R1は、酸素又は硫黄であり、
R2~R6は、互いに独立して、水素、炭素原子数が1~6のアルキル基、炭素原子数が1~6のアルコキシ基、炭素原子数が1~6のアシル基及びニトロ基から選択される。
In the above chemical formula,
R 1 is oxygen or sulfur,
R 2 to R 6 are each independently selected from hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms and a nitro group; selected.
また、本実施形態に係る化合物は、上記化学式中において、
R1は、酸素又は硫黄であり、
R2及びR4は、互いに独立して、水素又はニトロ基であり、
R3は、水素、ニトロ基、メチル基、メトキシ基又はブチル基であり、
R5は、水素、メチル基、メトキシ基又はアセチル基であり、
R6は、水素又はブチル基であることが好ましい。In the above chemical formula, the compound according to the present embodiment is
R 1 is oxygen or sulfur,
R 2 and R 4 are independently of each other hydrogen or a nitro group;
R 3 is hydrogen, a nitro group, a methyl group, a methoxy group or a butyl group,
R5 is hydrogen, methyl group, methoxy group or acetyl group,
R6 is preferably hydrogen or a butyl group.
本実施形態において、テロメア結合タンパク質は、例えばTRF1、TRF2及びPOT1等である。また、本実施形態において、上記化合物は、特に当該テロメア結合タンパク質がテロメアに結合することを阻害する。 In this embodiment, telomere-binding proteins are, for example, TRF1, TRF2 and POT1. In addition, in this embodiment, the compound particularly inhibits binding of the telomere-binding protein to telomeres.
本実施形態における化合物はこのような特徴を有するため、テロメア結合タンパク質阻害剤に利用することもでき、さらに、癌の治療又は予防用の医薬組成物に利用することもできる。 Since the compound of the present embodiment has such characteristics, it can be used as a telomere-binding protein inhibitor and also as a pharmaceutical composition for treating or preventing cancer.
以下に、本発明に係る化合物、及びそれを含むテロメア結合タンパク質を詳細に説明するための実施例を示す。 Examples are given below to describe in detail the compounds according to the present invention and telomere-binding proteins containing the same.
まず、DSE-FRETアッセイ(上記特許文献1の特に第一の態様を参照)を用いて、テロメア結合タンパク質を阻害する化合物をスクリーニングした。なお、候補化合物には、独立行政法人産業技術総合研究所が保有する化合物ライブラリーの12212種の化合物を用いた。DSE-FRETアッセイの原理は特許文献1に記載されているが、以下にも簡単に説明する。 First, compounds that inhibit telomere binding proteins were screened using the DSE-FRET assay (see especially the first aspect of Patent Document 1 above). As the candidate compounds, 12212 kinds of compounds in the compound library owned by the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology were used. The principle of the DSE-FRET assay is described in US Pat.
特許文献1に示すように、DSE-FRETアッセイは、二つの核酸二本鎖部分(核酸二本鎖A及び核酸二本鎖B)がそれらの末端配列において互いに結合してなる複合体(核酸二本鎖複合体)の構造変化により生じる新たな核酸二本鎖の量を測定することを特徴とする方法である。本願の図1に示すように、核酸二本鎖Aは、核酸一本鎖である核酸A1と核酸一本鎖である核酸A2とからなり、かつ、末端配列において核酸二本鎖Bと結合し得る核酸二本鎖である。核酸二本鎖Bは、核酸一本鎖である核酸B1と核酸一本鎖である核酸B2とからなり、かつ、末端配列において核酸二本鎖Aと結合し得る核酸二本鎖である。 As shown in Patent Document 1, the DSE-FRET assay uses a complex (nucleic acid duplex This is a method characterized by measuring the amount of new nucleic acid double strands generated by structural change of the main-strand complex). As shown in FIG. 1 of the present application, the nucleic acid double strand A consists of a nucleic acid single strand nucleic acid A1 and a nucleic acid single strand nucleic acid A2, and binds to the nucleic acid double strand B at the terminal sequence. It is the resulting nucleic acid double strand. The nucleic acid double strand B is composed of a nucleic acid single strand nucleic acid B1 and a nucleic acid single strand nucleic acid B2, and is a nucleic acid double strand capable of binding to the nucleic acid double strand A at the terminal sequence.
核酸A1、核酸A2、核酸B1、核酸B2はそれぞれ、以下のように設計することができる。
・核酸A1:第一のヌクレオチド配列および第二のヌクレオチド配列(末端配列)を有する核酸一本鎖。
・核酸A2:第一のヌクレオチド配列に対応する配列および第三のヌクレオチド配列(末端配列)を有する核酸一本鎖。
・核酸B1:第二のヌクレオチド配列に対応する配列(末端配列)および第四のヌクレオチド配列を有する核酸一本鎖。
・核酸B2:第三のヌクレオチド配列に対応する配列(末端配列)および第四のヌクレオチド配列に対応する配列を有する核酸一本鎖。Nucleic acid A1, nucleic acid A2, nucleic acid B1, and nucleic acid B2 can each be designed as follows.
• Nucleic acid A1: a nucleic acid single strand having a first nucleotide sequence and a second nucleotide sequence (terminal sequence).
• Nucleic acid A2: a nucleic acid single strand having a sequence corresponding to the first nucleotide sequence and a third nucleotide sequence (terminal sequence).
• Nucleic acid B1: a nucleic acid single strand having a sequence corresponding to a second nucleotide sequence (terminal sequence) and a fourth nucleotide sequence.
• Nucleic acid B2: a nucleic acid single strand having a sequence corresponding to the third nucleotide sequence (terminal sequence) and a sequence corresponding to the fourth nucleotide sequence.
核酸A1、核酸A2、核酸B1及び核酸B2の具体的な構造の一態様は、本願の図1に示すとおりである。 One aspect of specific structures of nucleic acid A1, nucleic acid A2, nucleic acid B1 and nucleic acid B2 is as shown in FIG. 1 of the present application.
核酸A1、核酸A2、核酸B1、核酸B2については、核酸結合タンパク質の結合部位を有するように設計される。本実施例では、テロメア結合タンパク質のテロメア配列への結合及びその阻害を評価することを目的とするため、上記核酸結合タンパク質の結合部位は、テロメア結合タンパク質、特にTRF2の結合配列とした。配列の詳細は後に説明する。 Nucleic acid A1, nucleic acid A2, nucleic acid B1, and nucleic acid B2 are designed to have binding sites for nucleic acid binding proteins. In this example, the binding site of the nucleic acid binding protein was the binding sequence of the telomere binding protein, particularly TRF2, for the purpose of evaluating the binding of the telomere binding protein to the telomere sequence and its inhibition. The details of the array will be explained later.
当該方法は、核酸二本鎖間の構造変化が、核酸結合タンパク質の結合により阻害されることを利用するものである。核酸A1及び核酸A2で構成された核酸二本鎖Aと、核酸B1及び核酸B2で構成された核酸二本鎖Bがそれらの末端配列において互いに結合してなる核酸二本鎖複合体は、鎖交換反応により構造変化をする。具体的に、図2(a)に示す核酸二本鎖A及び核酸二本鎖Bの末端配列が互いに結合する核酸二本鎖複合体が、鎖交換反応により図2(b)に示す構造に変化し、さらに図2(c)に示す構造に変化する。なお、図2(a)~(c)の構造変化は可逆的変化である。図2(c)に示す構造から、さらに鎖交換反応が進行することにより、図2(d)に示すように、核酸A1及び核酸B1で構成された核酸二本鎖Cと、核酸A2及び核酸B2で構成された核酸二本鎖Dとが生成される。なお、図2(c)から(d)への構造変化は不可逆反応である。これに対して、核酸結合タンパク質(テロメア結合タンパク質)が核酸二本鎖A又は核酸二本鎖Bのいずれかに結合すると上記構造変化は阻害される。具体的に、図2(e)に示すように、核酸二本鎖A及び核酸二本鎖Bで構成された核酸二本鎖複合体に核酸結合タンパク質が結合した場合、図2(f)に示すように鎖交換反応によって、ある程度の構造変化が進むものの、タンパク質が結合した部分においてタンパク質が鎖交換反応を阻害する。よって、この部分において鎖交換反応が中断されて、その結果、図2(g)に示す構造には変化することができない。 The method utilizes the fact that structural changes between nucleic acid double strands are inhibited by the binding of nucleic acid binding proteins. A nucleic acid double-stranded complex in which a nucleic acid double strand A composed of nucleic acid A1 and nucleic acid A2 and a nucleic acid double strand B composed of nucleic acid B1 and nucleic acid B2 are bound to each other at their terminal sequences Structural changes occur due to exchange reactions. Specifically, the nucleic acid double-stranded complex in which the terminal sequences of the nucleic acid double strand A and the nucleic acid double strand B shown in FIG. Then, the structure changes to that shown in FIG. 2(c). Note that the structural changes in FIGS. 2(a) to (c) are reversible changes. From the structure shown in FIG. 2(c), further strand exchange reaction proceeds to form a nucleic acid double strand C composed of nucleic acid A1 and nucleic acid B1, nucleic acid A2 and nucleic acid C as shown in FIG. 2(d) A nucleic acid double strand D composed of B2 is generated. Note that the structural change from FIG. 2(c) to (d) is an irreversible reaction. In contrast, when a nucleic acid-binding protein (telomere-binding protein) binds to either the nucleic acid double strand A or the nucleic acid double strand B, the above structural change is inhibited. Specifically, as shown in FIG. As shown, the strand exchange reaction causes some degree of structural change, but the protein inhibits the strand exchange reaction at the protein-bound portion. Therefore, the strand exchange reaction is interrupted at this portion, and as a result, the structure shown in FIG. 2(g) cannot be changed.
従って、核酸二本鎖A、Bと、核酸二本鎖C、Dとの量を測定することによって、上記鎖交換反応による構造変化の程度、すなわち、テロメア配列へのテロメア結合タンパク質の結合の程度を測定することができる。このような測定は、核酸二本鎖を標識することにより容易に行うことができる。以下の方法に限られないが、例えば核酸A1の5’末端を蛍光物質で標識し、核酸B1の3’末端を消光物質で標識し、当該蛍光物質の蛍光強度を測定することによって、テロメア配列へのテロメア結合タンパク質の結合程度の測定が可能となる。 Therefore, by measuring the amounts of the nucleic acid double strands A and B and the nucleic acid double strands C and D, the degree of structural change due to the strand exchange reaction, that is, the degree of binding of the telomere-binding protein to the telomere sequence can be measured. Such measurements can be easily performed by labeling the nucleic acid double strands. Although not limited to the following method, for example, the 5' end of nucleic acid A1 is labeled with a fluorescent substance, the 3' end of nucleic acid B1 is labeled with a quenching substance, and the fluorescence intensity of the fluorescent substance is measured to determine the telomere sequence. It is possible to measure the degree of binding of telomere binding proteins to.
例えば、核酸A1のうち、5’末端を蛍光物質で標識し、核酸B1のうち、3’末端は前記蛍光物質を消光する物質で標識した場合、図2(a)に示すように核酸二本鎖A、Bにより核酸二本鎖複合体が形成されている時は蛍光を発する。一方、鎖交換反応が進行し、図2(b)、(c)に示すように、核酸A1の5’末端と核酸B1の3’末端とが近づく、すなわち蛍光物質と消光物質とが近づくに従って、蛍光強度が低減する。さらに、鎖交換反応が進行し、図2(d)に示すように、最終産物である核酸二本鎖C及び核酸二本鎖Dを形成すると、核酸B1の標識によって消光される。このため、蛍光値を測定することにより、容易に核酸二本鎖複合体と、核酸二本鎖C及び核酸二本鎖Dの量を測定することができる。なお、蛍光物質及び消光物質で標識する位置の組合せは、上記位置の組合せに限らず、鎖交換反応の進行で蛍光物質と消光物質との距離が近接する又は離間する位置であればよい。また、消光物質と蛍光物質は入れ替えることもできる。 For example, when the 5′ end of nucleic acid A1 is labeled with a fluorescent substance and the 3′ end of nucleic acid B1 is labeled with a substance that quenches the fluorescent substance, two nucleic acids are formed as shown in FIG. Fluorescence is emitted when strands A and B form a nucleic acid double-stranded complex. On the other hand, as the strand exchange reaction progresses and the 5′ end of nucleic acid A1 and the 3′ end of nucleic acid B1 approach as shown in FIGS. , the fluorescence intensity decreases. Furthermore, when the strand exchange reaction proceeds to form the final product, nucleic acid double strand C and nucleic acid double strand D, as shown in FIG. 2(d), they are quenched by the label of nucleic acid B1. Therefore, the amounts of the nucleic acid double-stranded complex, the nucleic acid double-strand C and the nucleic acid double-strand D can be easily measured by measuring the fluorescence value. The combination of positions to be labeled with the fluorescent substance and the quencher is not limited to the combination of positions described above, and may be any position where the distance between the fluorescent substance and the quencher approaches or separates as the strand exchange reaction progresses. Also, the quenching substance and the fluorescent substance can be interchanged.
以上の通り、TRF2結合部位を有する上記核酸のいずれかにTRF2が結合しない場合(結合が阻害されている場合)は、上記鎖交換反応が進行して蛍光物質と消光物質の位置が近接することにより消光され、一方、TRF2が結合する場合は、上記鎖交換が進行せず、蛍光物質と消光物質とが離間しているため蛍光が発せられる。すなわち、本方法によると、蛍光強度により、TRF2の結合又はその阻害の程度を測定することが可能となる。 As described above, when TRF2 does not bind to any of the above nucleic acids having a TRF2 binding site (when the binding is inhibited), the strand exchange reaction proceeds and the positions of the fluorescent substance and the quenching substance are close to each other. On the other hand, when TRF2 binds, the strand exchange does not proceed, and fluorescence is emitted because the fluorescent substance and the quenching substance are separated. That is, according to this method, it is possible to measure the degree of TRF2 binding or its inhibition based on fluorescence intensity.
以下に、本実施例で行ったDSE-FRETアッセイの方法及び結果を説明する。 The method and results of the DSE-FRET assay performed in this example are described below.
まず、上記核酸A2に対応する合成オリゴヌクレオチドTLM-06と、5’末端をFAM(蛍光物質)で標識した上記核酸A1に対応する合成オリゴヌクレオチドTLM-01-5Fとを、20μLの二本鎖形成溶液(10mM HEPES-NaOH(pH7.9)、50mM KCl、30mM NaCl、0.1mM EDTA、2.5mM DTT、10% Glycerol、0.05% IGEPAL CA-630)中に混合した。その後、加熱変性とアニーリングによって末端に一本鎖を持つ上記核酸二本鎖Aに対応する二本鎖T01F/06を調製した。T01C/06はTRF2結合配列を持つ。また、上記核酸B2に対応する合成オリゴヌクレオチドTLM-05と、3’末端をDabcyl(消光物質)で標識した上記核酸B1に対応する合成オリゴヌクレオチドTLM-02-3Dとを、20μLの二本鎖形成溶液(10mM HEPES-NaOH(pH7.9)、50mM KCl、30mM NaCl、0.1mM EDTA、2.5mM DTT、10% Glycerol、0.05% IGEPAL CA-630)中に混合した。その後、加熱変性とアニーリングによって末端に一本鎖を持つ上記核酸二本鎖Bに対応する二本鎖T02D/05を調製した。T02D/05はTRF2結合配列を持つ。合成オリゴヌクレオチドは全て20pmol使用した。なお、以後すべての標識については、日本バイオサービス社に合成を依頼して作製されたものを使用した。 First, a synthetic oligonucleotide TLM-06 corresponding to the above nucleic acid A2 and a synthetic oligonucleotide TLM-01-5F corresponding to the above nucleic acid A1 labeled with FAM (fluorescent substance) at the 5′ end were mixed in 20 μL of a double strand. It was mixed into a forming solution (10 mM HEPES-NaOH (pH 7.9), 50 mM KCl, 30 mM NaCl, 0.1 mM EDTA, 2.5 mM DTT, 10% Glycerol, 0.05% IGEPAL CA-630). After that, a double strand T01F/06 corresponding to the nucleic acid double strand A having a single strand at the end was prepared by heat denaturation and annealing. T01C/06 has a TRF2 binding sequence. Further, a synthetic oligonucleotide TLM-05 corresponding to the above nucleic acid B2 and a synthetic oligonucleotide TLM-02-3D corresponding to the above nucleic acid B1 labeled with Dabcyl (quencher) at the 3′ end were added to 20 μL of a double strand. It was mixed into a forming solution (10 mM HEPES-NaOH (pH 7.9), 50 mM KCl, 30 mM NaCl, 0.1 mM EDTA, 2.5 mM DTT, 10% Glycerol, 0.05% IGEPAL CA-630). After that, a double strand T02D/05 corresponding to the nucleic acid double strand B having a single strand at the end was prepared by heat denaturation and annealing. T02D/05 has a TRF2 binding sequence. 20 pmol of all synthetic oligonucleotides were used. Hereafter, for all the labels, those prepared by requesting synthesis from Japan Bio Service Co., Ltd. were used.
加熱変性とアニーリングは以下の温度条件で行った。
95℃ 120秒 - 90℃ 30秒 - 85℃ 90秒 - 80℃ 90秒 - 77℃ 90秒 - 75℃ 90秒 - 72℃ 90秒 - 70℃ 90秒 - 67℃ 90秒 - 65℃ 90秒 - 62℃ 90秒 - 60℃ 90秒 - 57℃ 90秒 - 55℃ 90秒 - 52℃ 90秒 - 50℃ 90秒 - 47℃ 90秒 - 45℃ 90秒 - 42℃ 90秒 - 40℃ 90秒 - 37℃ 90秒 - 35℃ 90秒 - 32℃ 90秒 - 30℃ 90秒。Heat denaturation and annealing were performed under the following temperature conditions.
95℃ 120 seconds - 90℃ 30 seconds - 85℃ 90 seconds - 80℃ 90 seconds - 77℃ 90 seconds - 75℃ 90 seconds - 72℃ 90 seconds - 70℃ 90 seconds - 67℃ 90 seconds - 65℃ 90 seconds - 62℃ 90 seconds - 60℃ 90 seconds - 57℃ 90 seconds - 55℃ 90 seconds - 52℃ 90 seconds - 50℃ 90 seconds - 47℃ 90 seconds - 45℃ 90 seconds - 42℃ 90 seconds - 40℃ 90 seconds - 37℃ 90 seconds - 35℃ 90 seconds - 32℃ 90 seconds - 30℃ 90 seconds.
使用した配列は以下の通りである。なお、下線を引いた部分はTRF2結合配列であり、小文字の部分は核酸複合体を形成した際に一本鎖となる配列である。
TLM-01-5F:
5’ FAM- AGTTGAGTTAGGGTTAGGGT TAGGGTTAGG GCAGGcggtg tctcgctcgc 3’(配列番号1)
TLM-02-3D:
5’ gcgagcgagacaccgCCTGC CCTAACCCTA ACCCTAACCC TAACTCAACT -Dabcyl 3’(配列番号2)
TLM-05:
5’AGTTGAGTTA GGGTTAGGGT TAGGGTTAGG GCAGGcacca caccattccc 3’(配列番号3)
TLM-06:
5’gggaatggtg tggtgCCTGC CCTAACCCTA ACCCTAACCC TAACTCAACT 3’(配列番号4)The sequences used are as follows. The underlined part is the TRF2 binding sequence, and the lower case part is the sequence that becomes single-stranded when the nucleic acid complex is formed.
TLM-01-5F:
5' FAM- AGTTGAG TTAGGGTTAGGGT TAGGGTTAGG CAGGcggtg tctcgctcgc 3' (SEQ ID NO: 1)
TLM-02-3D:
5′ gcgagcgagacaccgCCTG C CCTAACCCTA ACCTAACCC TAA CTCAACT-
TLM-05:
5' AGTTGAG TTA GGGTTAGGGT TAGGGTTAGG G CAGGcacca caccattccc 3' (SEQ ID NO: 3)
TLM-06:
5' gggaatggtg tggtgCCTG C CCTAACCCTA ACCCTAACC TAA CTCAACT 3' (SEQ ID NO: 4)
100fmolのT01F/06と50μMの候補化合物を反応溶液(10mM HEPES-NaOH pH7.9、150mM KCl、0.1mM EDTA、5mM DTT、10% glycerol、0.05% IGEPAL CA-630、20μL)中に混合して、25℃で30分間反応させた。その後、T01F/06に、100fmolのT02D/05をそれぞれ加えて50μLとした後、25℃で120分間反応させた。Cy3の蛍光値の測定は、蛍光プレートリーダーEnVision(Perkin elmer社)を用いた。 100 fmol of T01F/06 and 50 μM of candidate compound in reaction solution (10 mM HEPES-NaOH pH 7.9, 150 mM KCl, 0.1 mM EDTA, 5 mM DTT, 10% glycerol, 0.05% IGEPAL CA-630, 20 μL) Mixed and allowed to react for 30 minutes at 25°C. After that, 100 fmol of T02D/05 was added to each of T01F/06 to make 50 μL, and then reacted at 25° C. for 120 minutes. The fluorescence value of Cy3 was measured using a fluorescence plate reader EnVision (Perkin Elmer).
候補化合物のスクリーニングの結果、検出された蛍光強度が大きく、すなわち、TRF2がその結合部位に結合することを阻害する化合物として下記化学式をもつ化合物#10が得られた。
As a result of screening candidate compounds,
また、得られた化合物#10の構造に基づいて、これと類似する構造を有する化合物を合成し、上記スクリーニングを行った。その結果、検出された蛍光強度が大きく、TRF2がその結合部位に結合することを阻害する化合物は以下の表1に示すとおりである。なお、候補化合物を反応溶液に混合していないコントロールの場合の蛍光強度を基準として、各化合物を反応溶液に混合した場合の蛍光強度の低減率を阻害率として算出した。
Further, based on the structure of the obtained
上記表1に示した化合物は、下記化学式を共通の骨格として有していることが分かる。 It can be seen that the compounds shown in Table 1 above have the following chemical formula as a common skeleton.
なお、上記化学式中において、
R1は、酸素又は硫黄であり、
R2及びR4は、互いに独立して、水素又はニトロ基であり、
R3は、水素、ニトロ基、メチル基、メトキシ基又はブチル基であり、
R5は、水素、メチル基、メトキシ基又はアセチル基であり、
R6は、水素又はブチル基である。
In the above chemical formula,
R 1 is oxygen or sulfur,
R 2 and R 4 are independently of each other hydrogen or a nitro group;
R 3 is hydrogen, a nitro group, a methyl group, a methoxy group or a butyl group,
R5 is hydrogen, methyl group, methoxy group or acetyl group,
R6 is hydrogen or a butyl group.
また、上記各化合物は、通常の合成法にて合成されるものである。例として、以下に化合物#198の合成方法を示す。
Moreover, each of the above compounds is synthesized by a normal synthesis method. As an example, a method for synthesizing
その他の化合物においても、当業者であれば上記化合物#198の合成法の部分的変更、すなわち原料であるアミノフェノール誘導体およびハロゲン化アリールとして適当な置換其を有するものを用いることによって容易に合成可能である。例えば化合物#207では、上記化合物#198の合成法のうち[化6]中の2から3への合成を、2,4,6‐トリニトロクロロベンゼンの代わりに4-ヨードアニソールを用いることは、当業者には容易に想到可能である。
Other compounds can be easily synthesized by those skilled in the art by partially modifying the synthesis method for
ここで、本実施例で用いた他の化合物の具体的な合成法を以下に示す。 Here, specific synthesis methods of other compounds used in this example are shown below.
次に、上記スクリーニングの結果において、比較的に高いTRF2の阻害効果が認められた化合物#198を用いて、TRF2の阻害効果についてさらに検討した。そのために、TRF2抗体を用いたクロマチン免疫沈降試験(ChIPアッセイ)を行った。その方法及び結果を以下に説明する。
Next, the TRF2 inhibitory effect was further examined using
HeLa1.2.11細胞に化合物#198(20μM)又はコントロールとしてのDMSOを24時間処理後、1%ホルムアルデヒドで固定した。その後、細胞をLysisbuffer(1%SDS、10mM EDTA(pH8.0)、50mM Tris-HCl(pH8.0))で溶かし、超音波によりクロマチンを断片化した。その後、TRF2抗体(santacruz社,sc-8528)又はnormalmouse IgG(santacruz、sc-2025)を用いてクロマチン免疫沈降を行い、Hybond N+ メンブレン(Amersham社、RPN82B)にDNAを吸着後、DIG標識テロメアプローブ(Digoligo nucleotide Tailingkit(Roche社、03 353 583910)を用いて、100pmolの3’-(CCCTAA)4-5’オリゴヌクレオチドの3’末端に、Digoxigeninを標識したもの)を反応させ、ルミノアナライザー(ImageQuant社、LAS4000)にてシグナルを検出した。画像解析ソフトImageJを用いてシグナルを定量し、10%inputに対するTRF2抗体による免疫沈降物中のテロメアDNA量を算出した。その結果を図3に示す。なお、図3(a)はHybondN+ メンブレンの写真であり、(b)は上記シグナル定量をしてテロメアDNA量を算出した結果を示すグラフである。HeLa1.2.11 cells were treated with compound #198 (20 μM) or DMSO as a control for 24 hours and then fixed with 1% formaldehyde. After that, the cells were lysed with Lysisbuffer (1% SDS, 10 mM EDTA (pH 8.0), 50 mM Tris-HCl (pH 8.0)), and chromatin was fragmented by ultrasound. Thereafter, chromatin immunoprecipitation was performed using TRF2 antibody (santacruz, sc-8528) or normalmouse IgG (santacruz, sc-2025), DNA was adsorbed to Hybond N + membrane (Amersham, RPN82B), and DIG-labeled telomere probe (100 pmol of 3′-(CCCTAA) 4-5 ′ oligonucleotide labeled with Digoxigenin at the 3′ end using Digoligo nucleotide Tailing kit (Roche, 03 353 583910)) was reacted with a luminometer (ImageQuant The signal was detected with LAS4000, Inc.). Signals were quantified using image analysis software ImageJ, and the amount of telomere DNA in the immunoprecipitate with TRF2 antibody against 10% input was calculated. The results are shown in FIG. FIG. 3(a) is a photograph of the HybondN+ membrane, and FIG. 3(b) is a graph showing the results of the above signal quantification to calculate the amount of telomeric DNA.
図3に示すように、DMSOを用いたコントロールと比較して、化合物#198を処理した場合ではテロメアDNAの検出は50%以下に抑制された。この結果から、化合物#198によって、TRF2がテロメアDNAに結合することが阻害されることが示唆される。
As shown in FIG. 3, the detection of telomeric DNA was suppressed to 50% or less when treated with
次に、化合物#198の処理の有無によるTRF2の細胞内局在を蛍光免疫染色法で検討した。その方法及び結果を以下に説明する。
Next, the intracellular localization of TRF2 in the presence or absence of
8well組織培養用カルチャースライド(松波硝子工業、scs-008)に播種したHeLa1.2.11細胞に化合物#198(20μM)又はコントロールとしてのDMSOを24時間処理した。その後、PBS(-)で2回洗浄し、0.25%TritonX-100(WAKO社,591-12191)/PBS(-)を氷上で2分間処理し、4% パラホルムアルデヒド(MERCK社,1.04005.1000)/PBS(-)を室温で15分間処理した後、PBS(-)で2回洗浄した。さらに0.5%TritonX-100/PBS(-)を氷上で10分間処理した後、PBS(-)で5回洗浄した。次に、3%BSA/0.05%Tween/PBS(-)で200倍希釈したTRF2抗体(Novus社、NB100-56506)を37℃で1時間反応させた後、PBS(-)で2回洗浄した。次に、3%BSA/0.05%Tween/PBS(-)で500倍希釈したAlexaFluor 488 Goat anti-mouse IgG(invitrogen, A11001)を室温で45分間反応させ、PBS(-)で3回洗浄し、0.25μg/mLのDAPI(同仁化学研究所、340-07971)を室温で5分間反応させ、PBS(-)で3回洗浄した。スライドガラスを封入後、蛍光顕微鏡(Zwiss社、Axiovert 200M)にて観測した。画像解析ソフトColumbusを用いて核内のTRF2foci数を計測した。その結果を図4に示す。なお、図4(a)は、蛍光顕微鏡を用いて得られた細胞の写真であり、図4(a)において、白い四角の領域を拡大したもの「Enlarged」で示し、「Enlarged」中の矢印は核外に存在するTRF2を示す。図4(b)は、蛍光顕微鏡を用いて核内のTRF2foci数を計測し、コントロールを1.00としたときのTRF2foci数の割合を示すグラフである。 HeLa1.2.11 cells seeded on an 8-well tissue culture culture slide (Matsunami Glass Co., scs-008) were treated with compound #198 (20 μM) or DMSO as a control for 24 hours. Thereafter, the cells were washed twice with PBS(-), treated with 0.25% TritonX-100 (WAKO, 591-12191)/PBS(-) for 2 minutes on ice, and treated with 4% paraformaldehyde (MERCK, 1. 04005.1000)/PBS(-) at room temperature for 15 minutes and then washed twice with PBS(-). Furthermore, after treatment with 0.5% TritonX-100/PBS(-) on ice for 10 minutes, the cells were washed 5 times with PBS(-). Next, TRF2 antibody (Novus, NB100-56506) diluted 200-fold with 3% BSA/0.05% Tween/PBS(-) was reacted at 37°C for 1 hour, and then twice with PBS(-). washed. Next, AlexaFluor 488 Goat anti-mouse IgG (invitrogen, A11001) diluted 500-fold with 3% BSA/0.05% Tween/PBS(-) was reacted at room temperature for 45 minutes and washed three times with PBS(-). Then, 0.25 μg/mL DAPI (Dojindo Laboratories, 340-07971) was reacted at room temperature for 5 minutes and washed with PBS(-) three times. After sealing the slide glass, it was observed with a fluorescence microscope (Zwiss, Axiovert 200M). The number of TRF2foci in the nucleus was measured using image analysis software Columbus. The results are shown in FIG. In addition, FIG. 4(a) is a photograph of cells obtained using a fluorescence microscope. indicates TRF2 present outside the nucleus. FIG. 4(b) is a graph showing the TRF2foci number in the nucleus measured using a fluorescence microscope, and showing the ratio of the TRF2foci number to the control as 1.00.
図4に示すように、DMSOで処理されたコントロールでは、DAPIにより染まった核内にTRF2が存在し、TRF2が核内のDNAに結合していると考えられる。一方、化合物#198により処理された細胞では、TRF2の多くが細胞の核の外側に存在している。この結果から、化合物#198によってTRF2が核内でDNAのTRF2結合部位に結合することを阻害することが示唆される。
As shown in FIG. 4, in the DMSO-treated control, TRF2 was present in the DAPI-stained nucleus, suggesting that TRF2 binds to DNA in the nucleus. In contrast, in cells treated with
次に、テロメアFISH法を用いて、テロメア異常における化合物#198の影響について検討した。具体的に、テロメアにおいて異常が生じると、テロメアにおける53BP1の局在を特徴とするTIF(telomere-inducedDNA damage foci)が生じることが知られているため、テロメアFISH法を用いて、化合物#198がテロメアにおける53BP1の局在化に影響するか否かを検討した。以下にその方法及び結果を説明する。
Next, the telomere FISH method was used to examine the effect of
8well組織培養用カルチャースライドに播種したHeLa1.2.11細胞に化合物 #198(10μM)又はコントロールとしてのDMSOを24時間処理した。その後、PBS(-)で2回洗浄し、0.25%TritonX-100(WAKO社,591-12191)/PBS(-)を氷上で2分間処理し、4%パラホルムアルデヒド(MERCK社,1.04005.1000)/PBS(-)を室温で15分間処理した。その後、PBS(-)で2回洗浄し、0.5%TritonX-100/PBS(-)を氷上で10分間処理した後、PBS(-)で5回洗浄した。次に、Blockingsolution (1mg/ml BSA,3% goatserum,0.1% Triton X-100, 1mMEDTA pH8.0)を室温で30分間処理し、Blocking solutionで1000倍に希釈した53BP1抗体(Novus,NB100-304)を37℃で1時間反応させた後、PBS(-)で2回洗浄した。次に、Blockingsolutionで500倍に希釈したAlexa Fluor488 Goat anti-RabbitIgG(invitrogen,A11008)を室温で45分間反応させ、PBS(-)で3回洗浄し、4%パラホルムアルデヒド/PBS(-)を室温で5分間処理し、PBS(-)で2回洗浄した。その後、70%,95%,100%EtOHを順に3,2,2分間処理した。風乾後、Cy-3標識3’-(CCCTAA)4-5’プローブ(PANAGENE社,F1002)を80℃で3分間反応させた。その後、washingsolution(70%formamide,10mM Tris-HCl(pH 7.2)) で洗浄し、PBS(-)で3回洗浄後、0.25μg/mLのDAPIを室温で5分間反応させ、さらにPBS(-)で3回洗浄した。スライドガラスを封入後、蛍光顕微鏡(Zwiss社、Axiovert200M)にて観測した。画像解析ソフトColumbusを用いてテロメアに局在している53BP1(TIF)を計測した。核1個あたりTIFが4個以上あったものをTIF陽性細胞とした。その結果を図5に示す。なお、図5(a)は蛍光顕微鏡を用いて得られた細胞の写真であり、矢印はテロメアと53BP1との共局在が見られる部分を示す。図5(b)は、蛍光顕微鏡を用いてその共局在が生じている、すなわちTIFが生じている細胞数を計測し、その割合を算出した結果を示すグラフである。HeLa1.2.11 cells seeded on 8-well tissue culture culture slides were treated with compound #198 (10 μM) or DMSO as a control for 24 hours. Thereafter, the cells were washed twice with PBS(-), treated with 0.25% TritonX-100 (WAKO, 591-12191)/PBS(-) for 2 minutes on ice, and treated with 4% paraformaldehyde (MERCK, 1. 04005.1000)/PBS(-) for 15 minutes at room temperature. Thereafter, the cells were washed twice with PBS(-), treated with 0.5% TritonX-100/PBS(-) on ice for 10 minutes, and then washed five times with PBS(-). Next, Blocking solution (1 mg/ml BSA, 3% goatserum, 0.1% Triton X-100, 1 mM EDTA pH 8.0) was treated at room temperature for 30 minutes, and 53BP1 antibody (Novus, NB100 -304) was reacted at 37° C. for 1 hour and then washed twice with PBS(-). Next, Alexa Fluor488 Goat anti-Rabbit IgG (invitrogen, A11008) diluted 500 times with Blocking solution was reacted at room temperature for 45 minutes, washed three times with PBS (-), and 4% paraformaldehyde/PBS (-) was added at room temperature. for 5 minutes and washed twice with PBS(-). After that, 70%, 95%, and 100% EtOH were treated sequentially for 3, 2, and 2 minutes. After air-drying, a Cy-3-labeled 3'-(CCCTAA) 4-5 ' probe (PANAGENE, F1002) was reacted at 80°C for 3 minutes. After that, wash with washing solution (70% formamide, 10 mM Tris-HCl (pH 7.2)), wash with PBS (-) three times, react with 0.25 μg/mL DAPI at room temperature for 5 minutes, and further PBS Washed with (-) three times. After sealing the slide glass, it was observed with a fluorescence microscope (Zwiss, Axiovert 200M). 53BP1 (TIF) localized at telomeres was measured using image analysis software Columbus. Cells with 4 or more TIFs per nucleus were defined as TIF-positive cells. The results are shown in FIG. In addition, FIG. 5(a) is a photograph of cells obtained using a fluorescence microscope, and arrows indicate portions where colocalization of telomeres and 53BP1 is observed. FIG. 5(b) is a graph showing the results of counting the number of cells in which the colocalization occurred, that is, the number of cells in which TIF occurred using a fluorescence microscope, and calculating the ratio.
図5に示すように、コントロールでは、テロメアと53BP1との共局在はほとんど見られなかったが、化合物#198で処理した細胞では、テロメアと53BP1との共局在が認められた。すなわち、化合物#198で処理した細胞では、TIFが生じており、テロメアに異常が生じていると考えられる。これは、化合物#198がTRF2のテロメアへの結合を阻害していることに起因していると考えられる。
As shown in FIG. 5, colocalization of telomeres and 53BP1 was hardly observed in the control, but colocalization of telomeres and 53BP1 was observed in the cells treated with
上記の通り、化合物#198がテロメア異常を促すと考えられる。ここで、テロメア異常は細胞老化や細胞死に関連することが知られているため、化合物#198により細胞のアポトーシスを引き起こすか否かについてFACSを利用して検討した。その方法及び結果を以下に説明する。
As noted above,
HeLa1.2.11細胞を20μMの化合物#198又はDMSOで48時間処理した後に、上清ごと細胞を15mLチューブに回収し、1000rpmで3分間遠心し、上清を取り除いた。5mlのPBS(-)で細胞を再懸濁し1000rpmで3分遠心し、上清を除いた。500μlの1×Bindingbuffer(MBL社、4695-300) で細胞を再懸濁し、このうち90μlを5mLチューブ(BDFalcon社、352052)へ移し、10μlのAnnexinV-FITC(MBL社、4700-100)を加え染色した。遮光した状態で15分インキュベートし、解析を行った。Cellsorter(SONY社、SH-800)にてAnnexin V陽性細胞を検出した。結果を図6に示す。
After HeLa1.2.11 cells were treated with 20
図6に示すように、DMSO処理したコントロールと比較して、化合物#198で処理した場合では多くの細胞がAnnexinV陽性であった。すなわち、化合物#198によって細胞のアポトーシスが誘導されることが示唆される。
As shown in Figure 6, more cells were AnnexinV positive when treated with
さらに、別の方法により化合物#198によって細胞のアポトーシスが誘導されることを証明するために、アポトーシスの極めて重要な因子として知られている切断型カスパーゼ3の発現が化合物#198により促進されるか否かをウエスタンブロット法によって解析した。その方法及び結果を以下に説明する。
Furthermore, in order to demonstrate that
HeLa1.2.11細胞を20μMの化合物#198又はDMSOで48時間処理した後に、上清と共に細胞を15mLチューブに回収し、1000rpmで3分間遠心し、上清を取り除いた。細胞ペレットを2×Samplebuffer(117mM Tris-HCl(pH6.8),13%Glycerol,3.7%SDS,200mM DTT,0.004%Bromo Phenol Blue)で溶解し、95℃で5分間熱変性を行った。8%アクリルアミドゲルに10μgのサンプルをRunningbuffer(25 mM Tris、192mM Glycine、0.1%(w/v)SDS)中、定電圧(120V)で泳動した。その後、PVDFメンブレンフィルター Immobilon-P(MILLIPORE)に転写し、抗原抗体反応を用いて目的のタンパクを検出した。用いた抗体は一次抗体にB-actin(SIGMA社、A5441)又はCleavedcaspase3(CST社、D175)、二次抗体にPeroxidase標識Goat抗マウス/抗ラビット二次抗体(JacksonImmuno Research、111-035-003/115-035-003)を用い、シグナルの検出はルミノアナライザー (ImageQuant社、LAS4000)を用いて検出した。その結果を図7に示す。
After HeLa1.2.11 cells were treated with 20
図7に示すように、DMSOを処理したコントロールでは、切断型カスパーゼ3はほぼ見られなかったが、一方、化合物#198を処理した細胞では切断型カスパーゼ3が検出された。この結果から、化合物#198によって、切断型カスパーゼ3の生成が促進され、すなわち細胞のアポトーシスが誘導されると考えられる。
As shown in FIG. 7, almost no cleaved caspase-3 was found in DMSO-treated controls, whereas cleaved caspase-3 was detected in compound #198-treated cells. From this result, it is considered that
次に、化合物#198の細胞増殖に対する影響を検討した。その方法及び結果を以下に示す。
Next, the effect of
HeLa1.2.11細胞を1×104cells/35mmdishで播種し、その翌日に、化合物#198(5μM、10μM、20μM)又はコントロールとしてのDMSOを処理し(処理日を1日目とする)、1日目、3日目、5日目及び7日目に細胞を計数した。その結果を図8に示す。HeLa1.2.11 cells were seeded at 1×10 4 cells/35 mmdish, and the next day, treated with compound #198 (5 μM, 10 μM, 20 μM) or DMSO as a control (treatment day is day 1). Cells were counted on
図8に示すように、化合物#198の処理濃度依存的に、細胞増殖が抑制された。
As shown in FIG. 8, cell proliferation was inhibited in a concentration-dependent manner treated with
また、#198以外における上記各候補化合物によるHeLa1.2.11細胞の増殖に対する抑制効果を上記と同様に測定し、IC50を算出した結果を以下の表2に示す。 In addition, the inhibitory effect of each candidate compound other than #198 on HeLa1.2.11 cell proliferation was measured in the same manner as described above, and the results of calculating IC50 are shown in Table 2 below.
表2に示すように、化合物#198以外の候補化合物も細胞増殖の抑制効果を奏することが明らかである。
As shown in Table 2, it is clear that candidate compounds other than
次に、HeLa1.2.11細胞を1×103cells/100mmdishに播種した翌日に化合物#198(5~20μM)又はコントロールとしてのDMSOを処理し、播種してから10日後、形成されたコロニーを100%EtOHで固定後、4%ギムザ染色液(武藤化学株式会社、1500-2)/PBS(-)を用いて染色し、計測した。その結果を図9に示す。なお、図9(a)は上記ギムザ染色をしたプレートの写真を示し、図9(b)コロニーの生成割合を算出した結果を示すグラフである。Next, the day after HeLa1.2.11 cells were seeded on 1×10 3 cells/100 mmdish, compound #198 (5 to 20 μM) or DMSO as a control was treated, and 10 days after seeding, formed colonies was fixed with 100% EtOH, stained with 4% Giemsa staining solution (Muto Kagaku Co., Ltd., 1500-2)/PBS(-), and measured. The results are shown in FIG. FIG. 9(a) shows a photograph of the Giemsa-stained plate, and FIG. 9(b) is a graph showing the result of calculating the colony formation rate.
図9に示すように、化合物#198の処理濃度依存的にコロニーの生成が抑制された。
As shown in FIG. 9, colony formation was inhibited in a dose-dependent manner with
以上、各実施例の結果から、本発明に係る化合物は、テロメア結合タンパク質のテロメア結合を阻害し、その結果、テロメアにおけるGテイル形成を阻害して、Gテイルを短縮させると考えられる。これにより、本発明に係る化合物は、細胞の増殖抑制及びアポトーシスの誘導を引き起こすと考えられる。従って、本発明に係る化合物は、細胞老化や細胞死を誘導する試薬として利用できる可能性があり、さらには、癌等の種々の疾患の治療薬開発等への応用の可能性もある。 From the results of each example described above, it is considered that the compounds of the present invention inhibit telomere binding of telomere-binding proteins and, as a result, inhibit G-tail formation at telomeres to shorten the G-tail. Accordingly, the compounds of the present invention are considered to induce cell growth inhibition and apoptosis. Therefore, the compound according to the present invention may be used as a reagent that induces cell senescence or cell death, and may also be applied to the development of therapeutic agents for various diseases such as cancer.
Claims (13)
R1は、酸素であり、
R2~R6は、互いに独立して、水素、炭素原子数が1~6のアルキル基、炭素原子数が1~6のアルコキシ基、炭素原子数が1~6のアシル基、及びニトロ基のうちから選択されることを特徴とする化合物。 A compound represented by the following chemical formula,
R 1 is oxygen;
R 2 to R 6 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a nitro group; A compound characterized in that it is selected from
R1は、酸素であり、
R2及びR4は、互いに独立して、水素又はニトロ基であり、
R3は、水素、ニトロ基、メチル基、メトキシ基又はブチル基であり、
R5は、水素、メチル基、メトキシ基又はアセチル基であり、
R6は、水素又はブチル基である、
ことを特徴とする請求項1に記載の化合物。 In the above chemical formula,
R 1 is oxygen;
R 2 and R 4 are independently of each other hydrogen or a nitro group;
R 3 is hydrogen, a nitro group, a methyl group, a methoxy group or a butyl group,
R5 is hydrogen, methyl group, methoxy group or acetyl group,
R 6 is hydrogen or a butyl group,
2. The compound of claim 1, characterized in that:
R1は、酸素又は硫黄であり、
R2~R6は、互いに独立して、水素、炭素原子数が1~6のアルキル基、炭素原子数が1~6のアルコキシ基、炭素原子数が1~6のアシル基、及びニトロ基のうちから選択される、テロメア結合タンパク質阻害剤。 A telomere-binding protein inhibitor for inhibiting binding of a telomere-binding protein to telomeres, comprising a compound represented by the following chemical formula:
R 1 is oxygen or sulfur,
R 2 to R 6 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a nitro group; A telomere binding protein inhibitor selected from
R1は、酸素又は硫黄であり、
R2及びR4は、互いに独立して、水素又はニトロ基であり、
R3は、水素、ニトロ基、メチル基、メトキシ基又はブチル基であり、
R5は、水素、メチル基、メトキシ基又はアセチル基であり、
R6は、水素又はブチル基である、請求項4に記載のテロメア結合タンパク質阻害剤。 In the above chemical formula,
R 1 is oxygen or sulfur,
R 2 and R 4 are independently of each other hydrogen or a nitro group;
R 3 is hydrogen, a nitro group, a methyl group, a methoxy group or a butyl group,
R5 is hydrogen, methyl group, methoxy group or acetyl group,
5. The telomere binding protein inhibitor of claim 4, wherein R6 is hydrogen or a butyl group.
R1は、酸素又は硫黄であり、
R2~R6は、互いに独立して、水素、炭素原子数が1~6のアルキル基、炭素原子数が1~6のアルコキシ基、炭素原子数が1~6のアシル基、及びニトロ基のうちから選択される、癌の治療又は予防用医薬組成物。 A pharmaceutical composition for treating or preventing cancer, comprising a compound represented by the following chemical formula:
R 1 is oxygen or sulfur,
R 2 to R 6 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a nitro group; A pharmaceutical composition for treating or preventing cancer, which is selected from
R1は、酸素又は硫黄であり、
R2及びR4は、互いに独立して、水素又はニトロ基であり、
R3は、水素、ニトロ基、メチル基、メトキシ基又はブチル基であり、
R5は、水素、メチル基、メトキシ基又はアセチル基であり、
R6は、水素又はブチル基である、請求項8に記載の医薬組成物。 In the above chemical formula,
R 1 is oxygen or sulfur,
R 2 and R 4 are independently of each other hydrogen or a nitro group;
R 3 is hydrogen, a nitro group, a methyl group, a methoxy group or a butyl group,
R5 is hydrogen, methyl group, methoxy group or acetyl group,
9. The pharmaceutical composition of Claim 8, wherein R6 is hydrogen or a butyl group.
R1は、酸素又は硫黄であり、
R2~R6は、互いに独立して、水素、炭素原子数が1~6のアルキル基、炭素原子数が1~6のアルコキシ基、炭素原子数が1~6のアシル基、及びニトロ基のうちから選択される、化合物の使用。 Use of a compound for manufacturing a pharmaceutical composition for treating or preventing cancer,
R 1 is oxygen or sulfur,
R 2 to R 6 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, an acyl group having 1 to 6 carbon atoms, and a nitro group; Use of compounds selected from
R1は、酸素又は硫黄であり、
R2及びR4は、互いに独立して、水素又はニトロ基であり、
R3は、水素、ニトロ基、メチル基、メトキシ基又はブチル基であり、
R5は、水素、メチル基、メトキシ基又はアセチル基であり、
R6は、水素又はブチル基である、
ことを特徴とする請求項11に記載の使用。 In the above chemical formula,
R 1 is oxygen or sulfur,
R 2 and R 4 are independently of each other hydrogen or a nitro group;
R 3 is hydrogen, a nitro group, a methyl group, a methoxy group or a butyl group,
R5 is hydrogen, methyl group, methoxy group or acetyl group,
R 6 is hydrogen or a butyl group,
12. Use according to claim 11, characterized in that:
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